甜菜單倍體育種進展研究

李換桃 馮曉斌

摘 要：對甜菜單倍體育種的研究進展進行了闡述，并對存在的問題和前景進行了論述，旨在為甜菜的單倍體育種提供一定參考。

關鍵詞：甜菜；單倍體育種；進展

文章編號： 1005-2690（2018）05-0084-02 中圖分類號： S566.3 文獻標志碼： A

甜菜是世界兩大糖料作物之一[1]，在我國的種植較廣泛，是我國重要的經濟作物。其不僅是制糖業重要的基礎原料，而且是一種良好的飼料[2]。甜菜起源于國外，我國甜菜種質資源匱乏，優良品種主要依賴國外引進，嚴重限制了我國甜菜育種的發展。

甜菜為兩年生異花授粉作物，利用常規育種方法獲得純合親本的時間較長，育種速度緩慢，單倍體育種可以快速獲得純合體，并且獲得的二倍體植株為純合的雙單倍體，大大縮短了育種年限，提高了育種效率。同時甜菜單倍體育種能夠挖掘更多的優良性狀，有利于創制優良的甜菜新種質。

1 甜菜單倍體發生途徑

1.1 自然發生

自然條件下，由于甜菜不同品種間異花授粉或其他因素導致生殖過程異常，而自發產生單倍體。這種自發產生單倍體的現象極少，頻率極低[3]，極大地制約了甜菜單倍體育種的發展，因此在甜菜育種過程中，多采用人工誘導方式來獲取單倍體。

1.2 人工誘導

人工誘導甜菜單倍體的方法很多，主要包括物理誘導、化學誘導、生物學誘導以及離體培養誘導等，其中離體誘導培養效果較好。利用離體培養誘導甜菜單倍體的途徑主要包括花藥培養、花粉培養、未受精胚珠培養、遠緣雜交誘導、雙生苗、化學藥劑處理及輻射誘導等。

2 甜菜離體誘導單倍體育種方法

2.1 花藥和花粉的離體培養

甜菜的花粉、花藥離體培養是雄核發育的兩種方式，是獲取單倍體的有效途徑。該途徑是將花粉母細胞減數分裂過程中形成的花粉粒，利用離體培養技術誘導形成單倍體胚的過程?；ㄋ帯⒒ǚ叟囵B已在很多種植物中獲得成功，甜菜的花藥、花粉離體培養研究也較多，但效果不太理想，誘導率和成苗率都較低。甜菜的花藥、花粉培養受培養基、基因型、花粉發育時期、植株生長狀態、激素等因素影響較大。張悅琴等[4]在對花藥、未受精胚珠培養技術及其在甜菜育種應用的研究中，發現甜菜花藥、花粉培養的最佳時期是單核中、晚期。

2.2 未授粉胚珠的離體培養

未受精胚珠的離體培養是雌核發育的一種方式，是將未受精的胚珠培養到誘導培養基上，誘導胚狀體的發生。甜菜未受精胚珠培養不但比花藥培養胚狀體誘導率高，而且出胚基因型范圍較廣，大多數基因型甜菜均能誘導出苗，誘導頻率較高[5]。胚囊發育時期對胚狀體誘導的影響較大，發育成熟的胚囊有利于誘導培養，一般選取含苞待放的小花誘導效果較好。

2.3 雜交胚等其他育種方法

雜交胚是指在種間或屬間雜交產生的胚，早期能夠正常發育，但由于胚乳發育不良而最終死亡。這種雜交胚具有正常生長的潛力，若能及早剝離出來進行離體培養，也能獲得雜種再生植株。雜交胚培養技術是解決植物遠緣雜交不親和性和自交不親和性的有效途徑，可以更好地挖掘野生甜菜種質資源的潛力，擴大甜菜育種范圍。甜菜雌核誘導培養單倍體還包括延遲授粉誘導、異種屬細胞質核替換、化學藥劑誘導、輻射誘導以及植物生長調節劑誘導等。此外，單倍體誘導方式還包括雙生苗、半配合受精及體細胞染色體排斥等。

3 倍性鑒定

再生植株的倍性鑒定方法主要包括直接鑒定法和間接鑒定法。直接鑒定法又叫染色體計數法，一般對植株的根尖、莖尖、幼葉等分生速度快的部位進行鏡檢，確定染色體數目。杜勝利等[6]對黃瓜倍性鑒定方法進行了研究，得出倍性鑒定最直接、準確的方法是體細胞染色體計數法。董立[7]研究了甜菜的染色體鏡檢方法。

間接鑒定法不如直接鑒定法準確，但卻簡便易操作。常用的方法包括流式細胞儀鑒定法、葉片氣孔大小及保衛細胞葉綠體數目鑒定法、植株形態觀察法等。魏良民等[8]在對甜菜葉片葉綠體鏡檢的應用研究中，對葉

片表皮氣孔保衛細胞中的葉綠體數目進行了倍性鑒定。

4 染色體加倍

獲得的單倍體植株需要進行加倍成為二倍體，目前染色體加倍方法主要包括自然加倍和人工加倍兩種。自然加倍率很低，故一般采用人工加倍的方法。人工加倍常用的誘變劑為秋水仙素、吲哚乙酸、萘啶乙烷、磺胺劑及一些除草劑類物質等。在生產栽培過程中，可先移栽再加倍，也可先加倍再移栽。

5 問題與展望

單倍體育種技術的應用，大大縮短了甜菜的育種年限，獲得的雙倍體植株純合率高，極大地提高了育種效率。但目前甜菜的單倍體育種技術還不完善，存在著胚狀體誘導率低、二倍體率低、成苗率低等問題，因此，甜菜單倍體育種應從各影響因素入手，進一步優化誘胚、成苗培養條件和二倍體加倍技術，改進單倍體育種技術，建立甜菜的單倍體育種技術體系，進一步推動甜菜育種工作的發展。

參考文獻：

[ 1 ] 王燕飛，陳麗君，劉華君，等.我國甜菜誘變育種方法研究進展[J].中國糖料，2008（04）：66-68.

[ 2 ] 劉升廷，張立明，蔡惠珍，等.甜菜育種動向與展望[J].中國糖料，2016，38（04）：56-61.

[ 3 ] 付增娟，白晨，張惠忠，等.單倍體誘導技術在甜菜育種中的應用[J].農業科技通訊，2014（03）：192-195.

[ 4 ] 張悅琴，邵明文，黃彩云.花藥、未受精胚珠培養技術及其在甜菜育種的應用[J].中國甜菜糖業，1992（05）：6-11.

[ 5 ] 牛素清，白晨，張惠忠，等.細胞工程在甜菜育種上的應用進展[J].內蒙古農業科技，2010（01）：31-32.

[ 6 ] 杜勝利，韓毅科，魏愛民，等.黃瓜倍性鑒定方法的研究[J].園藝學報，2002，29（03）：280-281.

[ 7 ] 董立.甜菜染色體鏡檢方法[J].內蒙古農業科技，1980（03）：36-37.

[ 8 ] 魏良民，朱文彬，田曉東，等.甜菜葉片葉綠體鏡檢的應用[J].新疆農業科技，2003（05）：24.

（收稿日期：2018-03-08）